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理数の弟子【熱力学ゆっくり解説】
理数の弟子【熱力学ゆっくり解説】
理数の弟子【熱力学ゆっくり解説】
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Комментарии
@thistora929
@thistora929 7 дней назад
Wakatta
@lichtsmith
@lichtsmith 9 дней назад
すき家にゴー!
@bennoarchimboldi6245
@bennoarchimboldi6245 10 дней назад
茶番は面白すぎて草
@jalex1057
@jalex1057 12 дней назад
頭の整理のためですが、 T(外界の温度) p(外圧) として ①dU=T(外)dSーp(外)dV 常に成り立つ (第一法則) ②T(外)dS≧d'Q 常に成り立つ (第二法則) ③ーp(外)dV≦d'W 常に成り立つ これが準静的過程の場合のみ T(系の温度=外界の温度) p(内圧=外圧) と定義でき①②③全て等号成立 ④dU=T(系)dSーp(系)dV ⑤T(系)dS=d'Q ⑥ーp(系)dV=d'W という関係式で合ってますか?
@理数の弟子熱力学ゆっくり
あっていると思います!
@dagadomoi2464
@dagadomoi2464 12 дней назад
字幕の式、間違い過ぎじゃね?大丈夫?
@おはよう-c6j
@おはよう-c6j 12 дней назад
ダガドモイっすさぁ〜それが立ったこともない人にコメントする時の言葉遣いかい?
@さるぼぼ-f2m
@さるぼぼ-f2m 14 дней назад
「区別できる」は「区別して操作できる」まで含まないと熱力学的には意味ないんだよね。可逆・不可逆に基づいてエントロピーが定義されるわけだから、系に対してどのような操作を可能とするかが変われば熱力学関数も変わってしまう。一つ一つの粒子を区別して、特定の粒子に働きかけることが可能ならN!で割らなくていい。この場合示量性は成り立たなくて当然。ギブスのパラドックスなんかも同じで量子論を持ち出す必要はない。
@理数の弟子熱力学ゆっくり
コメントありがとうございます!勉強になります
@machazard
@machazard 15 дней назад
そもそも任意の気体でη≦1-TL/THが成り立つことをカルノーの定理というのだが。 カルノーサイクルを組み合わせて証明する方法は知らないのだろうか?
@machazard
@machazard 15 дней назад
異なる統計集合がラプラス変換で結ばれるって、そんなに説明されてないことかな?ちなみに、離散変数による変換はz変換ね。 あと、どの統計集合も全く等価だと言っているが、必ずしもそうではない。長距離相互作用があるような場合は統計集合によって結果が変わってくる。
@DE-rg4cw
@DE-rg4cw 15 дней назад
同種粒子の区別は粒子番号の入れ替えに対するハミルトニアンの不変性に基づいていると考えると、反論のコロイド系の例は「区別がつく」の例になっていないのではないでしょうか?
@理数の弟子熱力学ゆっくり
めちゃくちゃ鋭い質問ですね、、、 すみません、ちゃんとした答えは分かりません。 私の理解では(講義の説明では)コロイドを例にしたのは、単純に「カメラで追跡できるくらいの大きさだから」で、ここでは、「常に運動を追いかけ続けることで区別できる」と考えていました。 ただ、色々調べてみたところ、「コロイドは一つのコロイドを形成する分子?の数やくっつき方がそれぞれ違うために区別できる」として、コロイド系の例を出しているものもあって、その辺りのことがよく分かっていません。 (ハミルトニアンの不貞性に関しての直接的な答えになっておらずすみません)
@machazard
@machazard 15 дней назад
じゃあ、N個の調和振動子を統計力学で扱うときはN!で割らないけど、それはどう説明するんだ? バックヤード云々の説明は粒子浴を仮定した大正準集合の考え方に似てるけど、 正準集合や小正準集合では粒子数Nは一定としているはずだぞ?
@荻野憲一-p7o
@荻野憲一-p7o 15 дней назад
熱力学がカッコつけて数学を使うってことはわかった。
@ガーリック-v6y
@ガーリック-v6y 17 дней назад
こういう議論が好きな人はむしろ経済学のほうがあってそう(私はこういう議論が苦手で文転失敗したので)
@理数の弟子熱力学ゆっくり
5:43~ こっからアツいです!
@理数の弟子熱力学ゆっくり
前回の動画 :【統計力学入門】"基本の基本"を初学者向けに分かりやすく解説 〜結局何をやっているのか〜【典型性の仮定】【ゆっくり解説】 ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-KxwnbrJkGGk.html 次回の動画 : その他の関連動画 :【統計力学】分配関数は互いにラプラス変換で結ばれている!!! ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-rRF8u4prOWc.html :【エンタルピー】なぜ、熱力学にはルジャンドル変換が現れるのか? ru-vid.com/video/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE-mwZufd7iZ50.html
@aoyama2019
@aoyama2019 18 дней назад
主さんのお気持ちは大変よくわかります。1年前まで大学で統計力学教えていましたが、β=1/(kT)を導出し、学生に納得させるのは結構大変ですよね。
@理数の弟子熱力学ゆっくり
ありがとうございます!ちゃんと考えると難しいですよね、、、RU-vidだからこそ思い切って結論ありきで話してみました。
@aoyama2019
@aoyama2019 18 дней назад
@@理数の弟子熱力学ゆっくり こちらこそありがとうございます。朝永振一郎の量子力学I かII(みすず書房)でこのβが1/(kT)であるべきだというコンパクトな説明がありました。黒体輻射を例に説明していたと思います。短い説明が必要であれば読んでみてはどうでしょう。大抵の大学の図書館にあると思います。
@turn-o8y
@turn-o8y 18 дней назад
統計力学は線形応答理論らへんで挫折してしまった覚えが、、 できればその辺りまでやっていただけるととても嬉しいです!
@理数の弟子熱力学ゆっくり
もちろんやります!!!が、だいぶ先になりそうです…他に上げたい動画がたくさんありますので…
@sagyochu-umi
@sagyochu-umi 18 дней назад
需要しかない
@理数の弟子熱力学ゆっくり
よかったです!これから上げる動画もお楽しみください!!!
@理数の弟子熱力学ゆっくり
12:30 黒板は、1s軌道と2s軌道の間違いです
@turn-o8y
@turn-o8y 22 дня назад
単に代入するだけでは別の関数から同じ関数に変換されてしまうという実例からルジャンドル変換の凄さを実感できたのが非常に有意義でした!
@turn-o8y
@turn-o8y 22 дня назад
この動画を始め、アップロードされた動画をみてやっぱり物理っておもしろいなって思いました。更新、楽しみにしています!
@理数の弟子熱力学ゆっくり
ありがとうございます!!!とても励みになります。
@理数の弟子熱力学ゆっくり
ちなみに投稿者はサッカー全然観ません
@理数の弟子熱力学ゆっくり
5:00 F(T,V,N)が正しいです。すみません
@user-risunodeshinodeshi
@user-risunodeshinodeshi 24 дня назад
ミクロな詳細が完全な熱力学関数に押し込まれている、とか、ミクロな詳細によって完全な熱力学関数が変わる、というのがよく分かりません(自演の質問)
@理数の弟子熱力学ゆっくり
完全な熱力学関数の形というのは、例えば、構成粒子が理想気体か、ファンデルワールス気体か……によって変わってくるわけです。 他にも、粒子同士にポテンシャルが働いているだとか、重力が働いているだとか、量子力学を考えれば、取れるエネルギー準位が限られているだろか、色々あるわけです。 熱力学のすごいのは、その関数の形が具体的になんであろうと、一般的に成り立つ関係を教えてくれることです。そして、上に書いたようなミクロに見た違いは、全部完全な熱力学関数の熱力学関数の形だけに現れるのです。 この辺は、問題演習すればすぐに分かると思います。
@user-risunodeshinodeshi
@user-risunodeshinodeshi 24 дня назад
統計力学って完全な熱力学関数の形を求めることしかできないんですか?(自演の質問)
@理数の弟子熱力学ゆっくり
そんなことはありません!!!統計力学はもっと凄いです!単純に、「各状態が現れる確率」が分かるというのは、完全な熱力学関数はわかっていても熱力学だけでは得られません。(←かなり語弊のあることを書いてはいる…) が、とりあえず、最初の方は、完全な熱力学関数を求める手法を習得することを目標にするのが分かりやすいと思います。何より、それが機械的に出来るというのは物凄いことで、その手法は神秘的にすら感じるはずです!!!
@user-risunodeshinodeshi
@user-risunodeshinodeshi 24 дня назад
最後の方、霊夢のIQ爆上がりしていませんか? 霊夢は視聴者の味方だと思っていたのに、完全に置いていかれました(自演の質問)
@理数の弟子熱力学ゆっくり
すみません。思ったより、原稿が長くなってきて、やむなく霊夢に知性を与えて動画のテンポを上げました。 その分、板書を親切めに書いたので、動画を見て、また戻って、じっくり板書見ていただければ分かるかと思います。
@rich_0529y
@rich_0529y 29 дней назад
参考になります!
@理数の弟子熱力学ゆっくり
3:05 dsじゃなくてdtが正しいです
@grassygrow8342
@grassygrow8342 Месяц назад
待ってました!!
@理数の弟子熱力学ゆっくり
ありがとうございます!嬉しいです!
@ガーリック-v6y
@ガーリック-v6y Месяц назад
もう更新ないかと思ったわ
@理数の弟子熱力学ゆっくり
ちょっと忙しくて更新できていなかったんですが、これからボチボチ上げていく予定です!
@user-risunodeshinodeshi
@user-risunodeshinodeshi Месяц назад
ZやWが分布というのはどういうことですか?(自演の質問)
@理数の弟子熱力学ゆっくり
これは完全に嘘です。紛らわしい表現をしてすみません。 規格化定数と書くのはなんか伝えたいことと違うなと思って、誤解を招くことを恐れず、分布と表現しましたが、「各アンサンブルでの状態和」とかって言えばよかったです。
@user-risunodeshinodeshi
@user-risunodeshinodeshi Месяц назад
マシュー関数ってなんですか?(自演の質問)
@理数の弟子熱力学ゆっくり
完全な熱力学関数であるS(E,V,N)をルジャンドル変換した完全な熱力学関数をマシュー関数というようです。 (橋爪夏樹先生の『熱・統計力学』では、-F/Tをマシュー関数Ψ、-G/Tをプランク関数Φ、-J/Tをクラマース関数qと書かれていますが、花文字で書かれることの方が多い気がします) FとかGとかに比べると、物理的意味がパッと分かりにくいので使われなくなったのかな、と思います。
@AOINature
@AOINature Месяц назад
1:45 さりげなくすごいことをさらっといっているが、熱素説で熱力学をくみ上げてもミクロなことを気にしないのが熱力学だから等価な理論が出来そうな気がする。
@あああ-i5f6d
@あああ-i5f6d Месяц назад
面白いし、助かりました!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
@理数の弟子熱力学ゆっくり
ありがとうございます! 「エンタルピーとは何か?」の動画も合わせてみると解像度が上がるかと思います!
@user-zl6hv8ht9x
@user-zl6hv8ht9x Месяц назад
今回も面白かったです!熱力学の動画待ってます!
@理数の弟子熱力学ゆっくり
励みになります!9月から再開する予定です!!
@user-zl6hv8ht9x
@user-zl6hv8ht9x Месяц назад
@@理数の弟子熱力学ゆっくり 嬉しいです!ありがとうございます!
@jalex1057
@jalex1057 3 месяца назад
熱について同様に Q=TΔS 準静的のみ成立 Q≦TΔS 常に成り立つ(第2法則) Q=T(e)ΔS 常に成り立つ となると思いますが 2番目の不等式で Q≦TΔSとなりますがWの場合は W≧−pΔVと不等号が反対になるのはなぜですか? W≦−pΔV にはならないですか?
@理数の弟子熱力学ゆっくり
@理数の弟子熱力学ゆっくり 3 месяца назад
直接的には、「準静的でない場合は、準静的な場合より必要な仕事が多くなるから」です。 準静的の言葉の定義は人によってまちまちですが、非常にゆっくり動かして常に系の平衡状態を保つ操作のことです。だから、そうしない場合(ピストンの把っ手をガチャガチャと動かす場合など)単純に状態の変化に必要な分以上に無駄な仕事をしていると考えられます。
@理数の弟子熱力学ゆっくり
@理数の弟子熱力学ゆっくり 3 месяца назад
より一般的には、「dU=TdS-pdVの関係式が、すべて状態量のみで書けているから」です。 準静的の場合に、Q=TdS,W=-pdVであることが分かると、dU=Q+Wに代入することで、dU=TdS-pdVが得られます。一見、この式は、準静的の場合の等式を使っているので、準静的の場合にしか成り立たない気がします。しかし、式を見ると、すべて状態量(変化の過程によらず、その熱力学的状態だけで決まる量)で書かれています。ですので、この式は、準静的でなくても、いつでも成り立つ式なのです。 この式と、Q≦TdSを合わせると、W≧-pdVということになります。 余談ですが、このコメントの2段落目は、最もオーソドックスな熱力学の教え方(第一法則とか第二法則とかのアプローチ)で一番つまずきやすいところ(で、かつ、一番おもしろいところ!!!)だと、考えているので、暇ができたら動画にします。 ここが理解できると、なぜ、熱力学の授業の途中で急に、「ここからは、(dS/dT)_{U,V} の逆数で T を定義する」とかいう訳の分からん事が書かれるのかが分かると思います。
@jalex1057
@jalex1057 3 месяца назад
なるほど 不可逆な仕事が大きくなるイメージはなんとなくできましたが同じイメージでいくと熱についても不可逆で入る熱が準静的な熱よりも大きくなるため Q≧TΔS となり第二法則に反しませんか?
@理数の弟子熱力学ゆっくり
@理数の弟子熱力学ゆっくり 3 месяца назад
@@jalex1057 確かに、直観的な説明だけだと、そう思えてもしまいますよね。とりあえず、二つ目の理論的な説明で納得してもらうとして、一応、以下により詳しく直観的な説明を加えます。参考程度にしてください。 まず、熱とは、マクロに捉えきれないエネルギーの移動形態のことです。今回は物質の移動や電気的な仕事を考えていないので、力学的な仕事以外でのエネルギー変化ということです。ピストンを引く仕事というのは、ピストンを構成する10^23個の原子をマクロにまとめて見た移動を一括で見ています。でも、それだけでなく、ミクロな振動も系にエネルギーを伝えているはずです。 第二法則は、力学的な仕事は熱に変わるが、熱を全部、仕事に変えることはできないと言っています。これは、力学的な仕事は「秩序だった伝達」、熱は「無秩序な伝達」という描像があれば、自然に理解できます。積み上がったジェンガを壊すのは簡単ですが、戻すのは非常に難しいです。 さて、ピストンをガチャガチャ動かすといった準静的でない過程というのは、「せっかく秩序だったマクロな仕事でエネルギーを加えようとしているのに、ガチャガチャやったために、一部その秩序は壊れて、熱として伝達してしまう過程」です。 状態Aから状態Bに変化させる時に、まず、力学的な仕事の形Wでエネルギーを加えてから、次に熱Qで加える場合を考えます。力学的な仕事が準静的でなければ、後から熱が与えようとしていた分までWがやってくれている、ということになるので、結果的に、Qは少なくて済む、という理解ができそうです。
@jalex1057
@jalex1057 3 месяца назад
@@理数の弟子熱力学ゆっくり 詳細な解説嬉しいです。自分も最近ずっと気なっていた最重要箇所ですが、 つまり熱と仕事の出入りの<和>はエネルギー保存則(第一法則)を常に満たしている。(状態量) dU=d'Q+d'W (⊿U=Q+W) ー① (これは準静的でも不可逆過程でも成り立つ) が成立するということはQが最大値をとればWは最小値 逆にQが最小値をとるならばWは最大値をとるということですよね?(力学でいう E=K+U=一定) dU=d'Qmax+d'Wmin ー② あるいは dU=d'Qmin+d'Wmax のように。 そこで 一旦誤解のないように準静的過程で状態量表記(微分形)にすると dU=TdSーpdV ー③ が成立 (T=系の温度、p=内圧 は自明) ここで 常に成り立つ 第二法則 TdS≧d'Q 書き換えて TdS=max(d'Q) 同様に 常に成り立つ (とする) ーpdV≦d'W 書き換えて ーpdV=min(d'W) これらを③式に代入すると dU=d'Qmax+d'Wmin  となり ②式が導けエネルギー保存則を満たす。 という理解でいいでしょうか? エネルギー保存則を満たすためなら ーpdV≦d'W の不等号は納得できます。
@tmusic8351
@tmusic8351 3 месяца назад
めっちゃ助かります!
@素ぽいな
@素ぽいな 4 месяца назад
熱力学と関係あるなんて、一層夢中になれる、ありがとう!⤴️
@理数の弟子熱力学ゆっくり
@理数の弟子熱力学ゆっくり 5 месяцев назад
ほぼ無編集だし、内容もほとんどない動画ですみません… 明日あたりに上げる熱力学の動画がめっちゃ力作です!お楽しみに!! てか、今日のお昼あげた、エンタルピーの動画も結構良いと思うんで、是非見てください!!!
@DTARZS
@DTARZS 5 месяцев назад
どっちも登録してあったからびっくり(笑)
@user-rn2zb4fk8r
@user-rn2zb4fk8r 5 месяцев назад
地理の雑学ゆっくり解説は、内容構成はもちろん音楽もビジュアルも言語センスも本当に抜きん出てますよね。
@おはよう-c6j
@おはよう-c6j 5 месяцев назад
魔理沙全部大好きやん
@理数の弟子熱力学ゆっくり
@理数の弟子熱力学ゆっくり 6 месяцев назад
最初のアイキャッチ編集ミスってます、、、